压敏电阻陶瓷片前段工艺知识简介ppt课件

PPDPE31/03/2010,前段工艺知识简介,压片：1.压机种类、适用产品及压机转速2.冲头直径、压片密度及收缩率压片密度、收缩率、期望尺寸之间的相互关系3.压片厚度与烧结温度之间的关联性4.固定烧结温度、压片参数的给定除碳:1.除碳的作用2.升温速率、最高温度对除碳的影响，除碳与烧结的差异3.广义的“除碳”概念。烧结:1.烧结基本概念2.烧结过程的一些关键要素3.不同粉料对温度曲线的要求4.Uv、Ev与烧结温度的关系5.最高温度与恒温时间的关联性刷银：烧渗：,2,压片压机种类、适用产品及压机转速,压片冲头直径、压片密度及收缩率,1.压片模具的尺寸固定不变。2.通过调整压片密度，控制烧结收缩率，使产品达到期望的尺寸。3.压片密度与收缩率的关系：压片密度收缩率，反之亦然。,压片冲头直径、压片密度及收缩率,压片压片厚度与烧结温度的关联性,1.压片厚度大，烧结后瓷片的厚度也大，产品的压敏电压Uv也高；烧结温度高，烧结后产品的压敏电压Uv则低，反之亦然。2.固定温度烧结，就是结合粉料的实际状况，适量增加或减低压片厚度，使产品按此温度烧结后达到我们期望的电性能。这里所说“适量增加或减低压片厚度”，是指无论怎么调整，得确保最终瓷片的尺寸在规范内；“我们期望的电性能”，主要指Uv、Is。3.固定温度烧结，是通过调整压片厚度来控制的，前提基础是粉料Ev值稳定，若1）粉料Ev异常偏高压片厚度减薄太多瓷片厚度超下规范限（补救措施：提高烧结温度，确保瓷片尺寸）2）粉料Ev异常偏低压片厚度增加太多粉料消耗超标、瓷片厚度超上规范限（补救措施：降低烧结温度，确保瓷片尺寸、确保粉料够用）,6,除碳除碳的作用,1.压敏电阻的主要原材料是一些金属氧化物，如氧化锌、氧化铋等，这些原材料本身没有可塑性，不便于压片。为便于成型，在粉料制备时加入具有可塑性的有机物，如PEG20000、PEG6000等，而为了使金属氧化物和有机物均匀分散、又加入其它的助剂如分散剂等。所有加入的这些有机物，对陶瓷形成微观的晶相并无任何作用，当压片结束后这些有机物必须排除，“除碳”就是指除去这些有机物。2.因加入的有机物种类不同，除碳的温度曲线也会有一些差异。一般来说，这些有机物是部分挥发掉、部分燃烧成CO2、H2O（气）等排掉。所以除碳过程应保持空气流通，使足够的氧气进入炉膛，使除碳的尾气及时排掉、减少尾气在炉膛内的分压。有些除碳炉有风机鼓风，其作用就是：1）提供足够的氧气；2）均匀炉膛内的温度。,7,压片针对“固定温度烧结”的压片参数放行,1.在固定烧结温度的前提下，压片厚度增加，Uv值也增加，总体上并不成正比，但实际操作中，我们采取分段线性化处理。于是有如下公式：UvK*d压片+B2.基于上述公式，选择代表性的型号压样品，测出d压片和烧结后的Uv，通过excel表格计算出K和B,再引用这些K、B值计算出正常生产中产品的压片参数。上述表述听起来很简单，但实际操作起来很复杂、需要一定的实际经验做后盾，这是因为：1）分段线性化处理本身就是近似操作，并非靠公式算出来就完事；2）样品在制备过程中会因操作员的不同带来一些误差（尽管我们有详尽的WI）；3）制备样品的生产设备，如压机、烧结炉、烧渗炉也会出现一些波动。,8,除碳升温速率、Tmax对除碳的影响,1.除碳的升温速率不能太快，若太快，有机物排不干净还会引起产品开裂。2.除碳曲线中的最高温度Tmax可以说，除碳重在升温过程，升温速率控制得当显得尤为重要。这一点不同于烧结，大部分产品的烧结与Tmax及恒温时间有更为密切的关系。,9,烧结,1.烧结的基本概念压敏陶瓷的烧结过程，就是金属氧化物在一定的温度下、发生一系列物理化学反应，最后转变为致密坚硬的多晶瓷体。因为烧结，瓷体内部产生了相应的微观结构，从而在宏观上表现出压敏效应。2.烧结过程的一些关键要素1）烧结温度Tmax2）在Tmax下的恒温时间3）烧结气氛4）烧结密封性5）升温速率,10,烧结,3.不同粉料的烧结要求,烧结,4.Uv、Ev与烧结温度的关系Tmax升高，Uv降低，反之亦然。EvUv/瓷片厚度，又叫“电压梯度”。Tmax升高，Ev降低，反之亦然。Ev反映的是粉料的一个特征。5.最高烧结温度Tmax与恒温时间的关联性。在一定范围内，增加恒温时间，相当于提高了烧结温度Tmax；而减少恒温时间，可以通过提高Tmax来弥补。但这只是在极其有限的范围内，应慎用！,12,刷银,1.刷银的目的是给压敏电阻带上电极，工艺方法是丝网印刷。2.刷银过程控制银层厚度是关键，实际操作中是通过控制刷银重量来间接地控制银层厚度。3.刷银重量主要与以下因素有关：1）银浆粘度2）丝网目数3）丝网网膜厚度4）刮胶条向下的压力4.产品刷银后必须烘干，否则烧渗后银面会起泡、开裂。,13,烧渗,1.刷银烘干后，产品进炉烧渗。在烧渗过程，银浆中的玻璃相渗透到陶瓷体中，形成牢固的电极层。2.在烧渗的前期，是银浆中有机物排除的过程，实际就是除碳的过程；烧渗的后期，是银晶粒生长及玻璃相渗透的过程。前后期并无明显的界限。3.压敏电阻的烧渗，对产品电性能有一定